Немного об описании шин материнской платы компьютера

Доброго времени суток! Это шестая статья о компьютерах. В ней я немного расскажу о шинах материнской платы.

Классификация шин по назначению

Системные (магистральные) шины - обеспечивают обмен данными между центральным процессором (CPU), оперативной памятью (RAM), устройствами ввода-вывода и другими компонентами.

Периферийные шины - соединяют периферийные устройства с системными шинами или непосредственно с CPU.

Внутренние шины - используются для связи компонентов внутри микросхем, таких как контроллеры памяти, графические ускорители и другие интегрированные элементы.

Основные характеристики шин

Основные параметры, определяющие производительность и возможности шины, включают:

Разрядность: Количество бит информации, передаваемых за один тактовый цикл. Чем выше разрядность, тем больше объем данных может быть передан одновременно.

Частота: Тактовая частота шины определяет количество циклов обмена данными в секунду. Измеряется в мегагерцах (МГц).

Протоколы передачи данных: Устанавливают порядок взаимодействия устройств через шину, включая формат пакетов данных, адресацию, синхронизацию и контроль ошибок.

Ширина полосы пропускания: Максимальный объем данных, который может быть передан по шине за единицу времени. Определяется произведением частоты и разрядности.

Тип питания: Шины могут обеспечивать питание подключенных устройств либо требовать отдельного источника электроэнергии. В пример можно поставить материнские платы с дополнительным разъёмом питания.

Типы системных шин

Рассмотрим основные типы системных шин, используемых в современных персональных компьютерах:

FSB (Front Side Bus)

FSB использовалась в старых архитектурах Intel и AMD до внедрения технологии HyperTransport у AMD и QuickPath Interconnect у Intel. Она служила интерфейсом между процессором (CPU) и северным мостом чипсета, обеспечивая связь с оперативной памятью и видеоподсистемой.

Характеристики:

· Разрядность: от 64 до 128 бит;

· Частота: от 100 МГц до 1600 МГц;

· Полоса пропускания: до 12 Гбайт/сек при частоте 1600 МГц и разрядности 128 бит.

Сегодня кажется явно маловато!

QPI (QuickPath Interconnect)

Технология Intel, заменившая FSB начиная с архитектуры Nehalem. Позволяет напрямую связывать ядра процессора друг с другом без использования внешнего моста.

Характеристики:

· Разрядность: 16/32 бит;

· Частота: до 9.6 GT/s (гигатранзакций в секунду);

· Полоса пропускания: до 38.4 ГБайт/сек.

Вот это уже явно впечатляет!

HT (HyperTransport)

Технологию HyperTransport разработала компания AMD и применяла её в своих платформах Athlon 64, Opteron и Phenom. Эта технология обеспечивает высокоскоростную передачу данных между ядрами процессора и остальными элементами платформы.

Характеристики:

· Разрядность: до 32 бит;

· Частота: до 5.2 GHz;

· Полоса пропускания: до 41.6 GB/sec.

Это уже совсем впечатляет! AMD явно обошел Intel.

PCI Express (PCIe)

Это современная универсальная интерфейсная шина, используемая практически во всех компьютеров сегодня. Поддерживает горячую замену и масштабируемость производительности за счет добавления дополнительных каналов.

Характеристики:

· Разрядность: x1, x4, x8, x16 (количество линий данных);

Версии: Gen1–Gen5 со скоростью передачи данных от 250 MB/sec до 31.5 GB/sec соответственно

Так же стоит отметить стоит отметить и более привычное описание шин.

Системна шина необходима для передачи данных между процессором и всем остальными устройствами:

Адресная шина — передаёт информацию о том, с какой ячейкой памяти или устройством нужно работать.

Шина данных — переносит сами числа, команды или результаты вычислений.

Шина управления — передаёт сигналы «чтение», «запись», запросы прерываний и другие управляющие команды.

Шина памяти связывает оперативную память с процессором:

T-топология (параллельная структура) — предоставляет каждой планке в паре модулей ОЗУ равнозначные условия для обмена данными с CPU.

Топология Daisy Chain — от центрального процессора шина идёт на один из слотов оперативной памяти, после чего ко второму модулю той же пары.

Шины ввода/вывода предназначены для обмена информацией между периферийными устройствами и компьютером и делятся на два типа:

• Локальная шина — скоростная шина для обмена информацией между быстродействующими периферийными устройствами.
• Стандартная шина — используется для подключения к шинам более медленных устройств.

Заключение

Вот и закончен обзор шин, которые используются в современных компьютерах. В будущем скорее всего будет что-то ещё более производительное и впечатляющее так как технологии не стоят на месте.

До следующей статьи о следующих компонентах.